Este documento presenta una introducción a las arquitecturas de comunicaciones, incluyendo la necesidad de dichas arquitecturas, el modelo de capas y protocolos, y los modelos OSI y TCP/IP. Explica que las arquitecturas de comunicaciones ayudan a enfrentar la complejidad de diseñar redes mediante la descomposición del problema en partes más manejables y proporcionando un diseño modular. También describe los conceptos clave de encapsulamiento, multiplexación y demultiplexación usados en los modelos de capas.

1. Arquitectura de
Comunicaciones
Modelo OSI y TCP/IP
Introducción
2-1

2. Necesidad de las arquitecturas de
comunicaciones
 Entre los requerimientos necesarios para un diseño
de una red de datos están:
Proporcionar conectividad general de manera robusta,
equitativa y económica para una gran cantidad de
computadores.
Ser lo suficientemente flexible para evolucionar y
ajustarse a los cambios tecnológicos y a los
requerimientos de las nuevas aplicaciones que aparecen
constantemente.
 Para afrontar esta complejidad, los diseñadores de
redes han creado unos modelos generales –
usualmente llamados arquitecturas de
comunicaciones- que ayudan en el diseño y la
implementación de las redes.
Introducción
2-2

3. Modelo de capas y los protocolos
 Cuando un sistema se vuelve complejo, el
diseñador del sistema introduce otro nivel
de abstracción.
La idea de una abstracción es definir un modelo
unificador que capture los aspectos importantes
del sistema y oculte los detalles de cómo fue
implementado.
 El reto es identificar las abstracciones que
simultáneamente sean útiles en un amplio
número de situaciones y, a la vez, puedan
ser implementadas eficientemente.
Introducción
2-3

4. Modelo de capas y los protocolos
 En sistemas en red, la abstracción lleva al
concepto del modelo de capas.
Se comienza con servicios ofrecidos por la capa física y
luego se adiciona una secuencia de capas, cada una de
ellas ofreciendo un nivel de servicios más abstracto.
 Un modelo de capas ofrece dos características
interesantes:
Descompone el problema de construir una red en partes
más manejables (no es necesario construir un sistema
monolítico que hace todo)
Proporciona un diseño más modular (si se quiere colocar
un nuevo servicio, sólo se debe modificar la funcionalidad
de una capa)
Introducción
2-4

5. Proceso de un viaje aéreo como una
serie de pasos
tiquete (compra)
tiquete (recobro)
equipaje (entrega)
equipaje (recogida)
embarque
desembarque
despegue
aterrizaje
Vuelo
Vuelo
Ruta de vuelo
Introducción
2-5

6. Proceso de un viaje aéreo en capas
de servicios
Entrega mostrador a mostrador de [personas y equipaje]
Traslado de equipaje: entrega-recogida
Traslado de personas: embarque-desembarque
Traslado de la aeronave: pista a pista
Ruta de vuelo desde el origen hasta el destino
Capas: cada capa implementa un servicio a través de las
acciones internas a la capa y solicitando el servicio
proporcionado por una capa inferior
Introducción
2-6

7. tiquete (compra)
tiquete (recobro)
equipaje (entrega)
equipaje (recogida)
embarque
desembarque
despegue
aterrizaje
Vuelo
Vuelo
Llegada Aeropuerto
Salida Aeropuerto
Implementación distribuida de la
funcionalidad de las capas
tráfico aéreo intermedio
ruta de vuelo
ruta de vuelo
ruta de vuelo
Introducción
2-7

8. Otra vez: ¿Por qué utilizar capas?
 Permite trabajar con sistemas complejos
una estructura explícita permite la
identificación de las partes del sistema
complejo y la interrelación entre ellas
• modelo de referencia de capas para
discusiones
la modularidad facilita el mantenimiento y la
actualización del sistema
• cambios que se realicen en la implementación
de un servicio de una capa es transparente
para el resto del sistema
Introducción
2-8

9. Arquitectura OSI
 ¿Qué es OSI?
Una sigla: Open Systems Interconnection
Conceptualmente: arquitectura general
requerida para establecer comunicación entre
computadoras
 OSI puede verse de dos formas:
como un estándar
como un modelo de referencia
Introducción
2-9

10. OSI es un estándar
 El desarrollo inicial de las redes de
computadores fue promovido por redes
experimentales como ARPANet y
CYCLADES, seguidos por los fabricantes de
computadores (SNA, DECnet, etcétera).
Las redes experimentales se diseñaron para ser
heterogéneas (no importaba la marca del
computador). Las redes de los fabricantes de
equipos tenían su propio conjunto de
convenciones para interconectar sus equipos y lo
llamaban su “arquitectura de red”
Introducción
2-10

11. OSI es un estándar
 La necesidad de interconectar equipos de
diferentes fabricantes se hizo evidente.
 En 1977, la ISO (International
Organization for Standarization) reconoció
la necesidad de crear estándares para las
redes informáticas y creó el subcomité
SC16 (Open Systems Interconnection)
 La primera reunión de éste subcomité se
llevo a cabo en marzo de 1978. El modelo de
referencia OSI fue desarrollado después
de cerca de 18 meses de discusión.
Introducción
2-11

12. OSI es un estándar
 El modelo OSI fue adoptado en 1979 por el comité
técnico TC97 (procesamiento de datos), del cual
dependía el subcomité SC16
 OSI fue adoptado en 1984 como la norma
ISO/IEC 7498. En 1994 fue reemplazado por la
versión 2, con algunas correcciones adicionales. La
ISO/IEC 7498 tiene 4 partes
Parte 1: Modelo básico
Parte 2: Arquitectura de seguridad
Parte 3: Asignación de nombres y direcciones
Parte 4: Farmework de gestión de red
Introducción
2-12

13. OSI es un estándar
 El modelo fue desarrollado en colaboración
con la ITU-T (International
Telecommunication Union-Telecom sector)
y también se presentó como la
recomendación X.200 de la ITU.
 Especificaciones más detalladas están
descritas en las recomendaciones X.211X.217bis. Estos documentos adicionales son
similares a los RFCs para protocolos
individuales.
Introducción
2-13

14. OSI como Modelo de Referencia
 OSI es un modelo de referencia que
muestra como debe transmitirse un
mensaje entre nodos en una red de datos
 El modelo OSI tiene 7 niveles de funciones
 No todos los productos comerciales se
adhieren al modelo OSI
 Sirve para enseñar redes y en discusiones
técnicas (resolución de problemas).
Introducción
2-14

15. ¿En qué se fundamenta OSI?
el
proceso de comunicación entre dos usuarios
en una red de telecomunicaciones puede
dividirse en niveles (capas)
 En el proceso de comunicación cada nivel
pone su granito de arena: el conjunto de
funciones que ese nivel “sabe” hacer.
 La idea principal en el modelo OSI es que
Introducción
2-15

16. ¿Cómo opera el modelo OSI?
 Los usuarios que participan en la
comunicación utilizan equipos que tienen
“instaladas” las funciones de las 7 capas del
modelo OSI (o su equivalente)
En el equipo que envía:
• El mensaje “baja” a través de las capas del modelo
OSI.
En el equipo que recibe:
• El mensaje “sube” a través de las capas del modelo
OSI
Introducción
2-16

17. Operación: 1ª aproximación
Nodo A
Nodo B
Al enviar
el mensaje
“baja”
Al recibir
el mensaje
“sube”
El mensaje “viaja” a
través de la red
En la vida real, las 7 capas de funciones del modelo OSI están
normalmente construidas como una combinación de:
1. Sistema Operativo (Windows XP, Win2003, Mac/OS ó Unix)
2. Aplicaciones (navegador, cliente de correo, servidor web)
3. Protocolos de transporte y de red (TCP/IP, IPX/SPX, SNA)
4. Hardware y software que colocan la señal en el cable
conectado al computador (tarjeta de red y driver)
Introducción
2-17

18. Operación: 2ª aproximación
Las capas del modelo OSI reciben un nombre de acuerdo a su
función.
Aplicación
Presentación
Sesión
Transporte
Red
Enlace
Física
7
6
5
4
3
2
Al enviar
el mensaje
“baja”
1
7
Aplicación
6 Presentación
5
Sesión
4 Transporte
3
Red
2
Enlace
1
Nodo A
Al recibir
el mensaje
“sube”
Física
Nodo B
RED
Introducción
2-18

19. Implementación de las capas OSI
 Las dos primeras capas (física y enlace)
generalmente se construyen con hardware
y software
El cable, el conector, la tarjeta de red y el
driver de la tarjeta pertenecen a los niveles 1 y
2
 Los otros cinco niveles se construyen
generalmente con software
Introducción
2-19

20. Comunicación entre capas
 Cada capa ofrece un
conjunto de funciones
para la capa superior y
utiliza funciones de la
capa inferior
 Cada capa, en un nodo,
se comunica con su
igual en el otro nodo
Capa A
Capa A
Capa B
Capa B
NODO 1
NODO 2
Introducción
2-20

21. Servicios, Interfaces y Protocolos
 El modelo OSI
distingue entre:
Servicios (funciones):
Qué hace la capa
Interfaces: Cómo las
capas vecinas pueden
solicitar/dar servicios
Protocolos: Reglas para
que capas “pares” se
comuniquen
Capa A
Capa A
Capa B
Capa B
NODO 1
NODO 2
Introducción
2-21

22. Otra forma de ver los protocolos y las
interfaces
 Otras personas incluyen la “interfaz” y el “protocolo” del
modelo OSI como parte del Protocolo.
 El protocolo provee un servicio de comunicaciones que
elementos (objetos) con un nivel más alto en el modelo de
capas (como los procesos de aplicaciones o protocolos de más
alto nivel) utilizan para intercambiar mensajes.
 En este caso, cada protocolo define dos interfaces
diferentes
Una interfaz de servicio hacia otros objetos dentro del mismo
computador que desean utilizar el servicio de comunicaciones
del protocolo. Esta interfaz define las operaciones que los
objetos locales pueden solicitar al protocolo (es la interfaz de
OSI).
Una interfaz entre pares (peer-to-peer). Define la forma y el
significado de los mensajes intercambiados entre
implementaciones del mismo protocolo pero ejecutándose en
diferentes nodos para establecer el servicio de comunicaciones
(es el protocolo de OSI).
Introducción
2-22

23. Otra forma de ver los protocolos y las
interfaces
Nodo 1
Objeto de
alto nivel
Protocol
Nodo 2
Interfaz de
Servicio
Interfaz
Peer-to-peer
Objeto de
alto nivel
Protocol
Introducción
2-23

24. Más sobre protocolos
 Excepto en la capa física, la comunicación entre
pares es indirecta.
Cada protocolo se comunica con su “par” pasando los
mensajes a otro protocolo de una capa inferior.
 Hay que recordar que la palabra protocolo se usa
en dos sentidos:
Algunas veces hace referencia a la abstracción de las
interfaces (operaciones definidas por la interfaz de
servicio y la interfaz entre pares)
Otras veces se refiere al módulo –programa- que
implementa en la realidad las dos interfaces.
Introducción
2-24

25. Operación: 3ª aproximación
Puede contener
encabezados de
las capas 5, 6 y 7
Nodo A
Nodo B
Aplicación
Presentación
Sesión
Transporte
Red
Enlace
Física
Unidades de Información
Mensaje
Paquete
Frame
Header 2
Header 4
Header 3
DATOS
DATOS
DATOS
DATOS
Aplicación
Presentación
Sesión
Transporte
Red
Enlace
Física
bits
RED
Introducción
2-25

26. Encapsulación
 Cuando un protocolo de una capa superior envía datos a su
par en otro nodo, los entrega al protocolo de la capa inferior.
El protocolo de la capa inferior no sabe si el protocolo de nivel
superior envía una imagen, un correo o una secuencia numérica.
 Luego el protocolo del nivel inferior, para crear su mensaje,
agrega una información de control (header) que es utilizada
entre pares para comunicarse entre ellos.
Esta información de control generalmente es colocada al iniciar
el mensaje. En algunos casos se anexa información de control al
final del mensaje y la llaman trailer.
 A los datos entregados por el protocolo de la capa superior,
dentro del mensaje, se le llama cuerpo del mensaje o payload.
 La operación de “meter” el mensaje del nivel superior detrás
de un header o cabecera en el mensaje de nivel inferior se
llama encapsulación.
Introducción
2-26

27. Multiplexamiento y demultiplexamiento
 En de cada una de las capas de un modelo de comunicaciones
se pueden alojar varios procolos.
 Por esto razón, dentro del header que agrega un protocolo al
construir el mensaje para su par, ubicado en otro nodo, debe
incluir un identificador para indicar a qué protocolo o
servicio de la capa superior le pertenece el “payload”.
Este identificador es conocido como llave de multiplexación
(demux key)
 Cuando el mensaje llega al nodo destino, el protocolo que lo
recibe debe retirar el header, mirar la llave de
multiplexación y entregar (demultiplexar) la carga útil
(payload) al protocolo o aplicación correctos en la capa
superior.
En los headers, las llaves de multiplexación se implementan de
diferentes maneras: diferentes tamaños (un byte, dos bytes,
cuatro bytes) o algunos colocan sólo la identificación de la
aplicación destino, otros colocan la aplicación origen y la destino.
Introducción
2-27

28. Operación: 4ª aproximación (1)
Usuario en el Nodo A envía el mensaje “Tengo una idea.”
Los datos se encapsulan y se registra
a qué protocolo de la capa superior
le pertenece la carga útil (payload)
Tengo una idea.
Tengo una idea.
Tengo una idea.
H4
Tengo una idea.
H3
H4 Teng
H2
H3
H2
H3
H3 o una idea.
H4 Teng T2
H4 Teng T2
H2
H2
H3 o una idea. T2
Sesión (5)
Transp. (4)
Red (3)
Enlace (2)
H3 o una idea. T2
Física (1)
Introducción
2-28

29. Operación: 4ª aproximación (2)
Usuario en el Nodo B recibe el mensaje “Tengo una idea.”
Para entregar el mensaje al protocolo
correcto, dentro de una capa, se usa
Tengo una idea.
la llave de multiplexación.
Tengo una idea.
Sesión (5)
Transp. (4)
Red (3)
Enlace (2)
Tengo una idea.
H4
H3
H2
H3
H2
H4 Teng
H4 Teng T2
H3
Tengo una idea.
H4 Teng T2
H2
H2
H3 o una idea.
H3 o una idea. T2
H3 o una idea. T2
Física (1)
Introducción
2-29

30. Los 7 Niveles del modelo OSI
Cada nivel (ó capa) tiene unas funciones precisas para resolver
determinados problemas de la comunicación (“divide y vencerás”)
Nivel OSI
Aplicación
Presentación
Sesión
Transporte
Red
Enlace
Física
Función que ofrece
Aplicaciones de Red: transferencia de archivos
Formatos y representación de los datos
Establece, mantiene y cierra sesiones
Entrega confiable/no confiable de “mensajes”
Entrega los “paquetes” y hace enrutamiennto
Transfiere “frames”, chequea errores
Transmite datos binarios sobre un medio
Introducción
2-30

31. Nivel de Aplicación (Capa 7)
 La capa de aplicación está cerca al usuario (no
ofrece servicios a otras capas del modelo OSI)
Es el nivel más alto en la arquitectura OSI
Define la interfaz entre el software de comunicaciones y
cualquier aplicación que necesite comunicarse a través de
la red.
Las otras capas existen para prestar servicios a esta
capa
Las aplicaciones están compuestas por procesos.
Un proceso de aplicación se manifiesta en la capa de
aplicaciones como la ejecución de un protocolo de
aplicación.
Introducción
2-31

32. Nivel de Presentación (Capa 6)
 Define el formato de los datos que se
intercambiarán
Asegura que la información enviada por la capa
de aplicación de un nodo sea entendida por la
capa de aplicación del otro nodo
Si es necesario, transforma a un formato de
representación común
Negocia la sintáxis de transferencia de datos
para la capa de aplicación (estructura de datos)
Ejemplo: formato GIF, JPEG ó PNG para
imágenes.
Introducción
2-32

33. Nivel de Sesión (Capa 5)
 Define cómo iniciar, coordinar y terminar las
conversaciones entre aplicaciones (llamadas
sesiones).
Administra el intercambio de datos y sincroniza el diálogo
entre niveles de presentación (capa 6) de cada sistema
Ofrece las herramientas para que la capa de aplicación, la
de presentación y la de sesión reporten sus problemas y
los recursos disponibles para la comunicación (control del
diálogo –sesión- entre aplicaciones)
Lleva control de qué flujos forman parte de la misma
sesión y qué flujos deben terminar correctamente
Introducción
2-33

34. Nivel de Transporte (Capa 4)
 Proporciona un número amplio de servicios.
Asegura la entrega de los datos entre procesos
que han establecido una sesión y que se ejecutan
en diferentes nodos
Evita que las capas superiores se preocupen por los
detalles del transporte de los datos hasta el proceso
correcto
Hace multiplexamiento para las aplicaciones
• ¿cuál es la aplicación/servicio destino/origen?
Segmenta bloques grandes de datos antes de
transmitirlos (y los reensambla en le nodo destino)
Asegura la transmisión confiable de los mensajes
No deja que falten ni sobren partes de los mensajes
trasmitidos (si es necesario, hace retransmisión de
mensajes)
hace control de flujo y control de congestión
Introducción
2-34

35. Nivel de Red (Capa 3)
 Entrega los paquetes de datos a la red correcta, al
nodo correcto, buscando el mejor camino (es decir,
permite el intercambio de paquetes).
Evita que las capas superiores se preocupen por los
detalles de cómo los paquetes alcanzan el nodo destino
correcto
En esta capa se define la dirección lógica de los nodos
Esta capa es la encargada de hacer el enrutamiento y el
direccionamiento
• Enrutamiento: ¿cuál es el mejor camino para llegar a la red
destino?
• Direccionamiento: ¿cuál es el nodo destino?
Introducción
2-35

36. Nivel de Enlace (Capa 2)
 Inicia, mantiene y libera los enlaces de
datos entre dos nodos.
 Hace transmisión confiable (sin errores) de
los datos sobre un medio físico (un enlace)
Define la dirección física de los nodos
Construye los “frames”
También debe involucrarse con el orden en que
lleguen los frames, notificación de errores
físicos, reglas de uso del medio físico y el
control del flujo en el medio.
Es diferente de acuerdo a la topología de red y
al medio utilizado.
Introducción
2-36

37. Nivel Físico (Capa 1)
 Define las características mecánicas,
eléctricas y funcionales para establecer,
mantener, repetir, amplificar y desactivar
conexiones físicas entre nodos
Acepta un “chorro” de bits y los transporta a
través de un medio físico (un enlace)
Nivel de voltaje, sincronización de cambios de
voltaje, frecuencia de transmisión, distancias
de los cables, conectores físicos y asuntos
similares son especificados en esta capa.
Introducción
2-37

38. Arquitectura OSI
End system
End system
Aplicación
Aplicación
Presentación
Intermediate systems
Presentación
Sesión
Sesión
Transporte
Transporte
Red
Red
Red
Red
Enlace
Enlace
Enlace
Enlace
Física
Física
Física
Física
Uno o más nodos
dentro de la Red
Introducción
2-38

39. Perspectivas del modelo OSI
 El modelo OSI permite trabajar con la
complejidad de los sistemas de
comunicación de datos
 Las implementaciones de arquitecturas de
red reales no cumplen (o lo hacen
parcialmente) con el Modelo OSI:
TCP/IP, SNA, Novell Netware, DECnet,
AppleTalk, etc.
Introducción
2-39

40. Perspectivas del modelo OSI
 Se intentó construir una implementación del
modelo OSI
A finales de los 80, el gobierno de EEUU quiso establecer
GOSIP (Government Open Systems Interconnect Profile)
como algo obligatorio. NO funcionó. Perdió vigencia en
1995
 ¿Qué sucederá con OSI?
Los protocolos para OSI se ven muy poco (algunas
tecnologías WAN los usan)
TCP/IP sigue mejorando continuamente
Una parte de las recomendaciones de la ITU-T que
sobrevive, son las utilizadas en VoIP (H.323, H.225,
Q.931, G.711, entre otras)
 El modelo OSI sigue siendo un modelo pedagógico.
Introducción
2-40

41. ¿Qué es TCP/IP?
 El nombre “TCP/IP” se refiere a una suite
de protocolos de datos.
Una colección de protocolos de datos que
permite que los computadores se comuniquen.
 El nombre viene de dos de los protocolos
que lo conforman:
Transmission Control Protocol (TCP)
Internet Protocol (IP)
 Hay muchos otros protocolos en la suite
Introducción
2-41

42. TCP/IP e Internet
 TCP/IP son los protocolos fundamentales
de Internet (Aunque se utilizan para
Intranets y Extranets)
 Stanford University y Bold, Beranek and
Newman (BBN) presentaron TCP/IP a
comienzos de los 70 para una red de
conmutación de paquetes (ARPANet).
 La arquitectura de TCP/IP ahora es
definida por la Internet Engineering Task
Force (IETF)
Introducción
2-42

43. ¿Por qué es popular TCP/IP?
 Los estándares de los protocolos son
abiertos: interconecta equipos de
diferentes fabricantes sin problema.
 Independiente del medio de transmisión
físico.
 Un esquema de direccionamiento amplio y
común.
 Protocolos de alto nivel estandarizados
(¡muchos servicios!)
Introducción
2-43

44. “Estándares” de TCP/IP
 Para garantizar que TCP/IP sea un
protocolo abierto los estándares deben ser
públicamente conocidos.
 La mayor parte de la información sobre los
protocolos de TCP/IP está publicada en
unos documentos llamados Request for
Comments (RFC’s) - Hay otros dos tipos de
documentos: Military Standards (MIL
STD), Internet Engineering Notes (IEN) -.
Introducción
2-44

45. Arquitectura de TCP/IP (cuatro capas)
No hay un acuerdo sobre como representar la jerarquía de los
protocolos de TCP/IP con un modelo de capas (utilizan de tres
a cinco).
Aplicación
Presentación
Aplicación
Sesión
Transporte
Internet
Red
Enlace
Acceso de
Red
Física
Aplicaciones y procesos que usan la red
Servicios de entrega de datos entre nodos
Define el datagrama y maneja el enrutamiento
Rutinas para acceder el medio físico
Introducción
2-45

46. Pila de protocolos de Internet (cinco capas)
 aplicación: soporta las aplicaciones
de la red
FTP, SMTP, HTTP
 transporte: transferencia de datos
host to host
TCP, UDP
 red: enrutamiento de datagramas
desde la fuente al destino
IP, protocolos de enrutamiento
 enlace: transferencia de datos
entre elementos de red vecinos
aplicación
transporte
red
enlace
física
PPP, Ethernet
 física: bits “en el cable”
Introducción
2-46

47. Capas: comunicación lógica
Cada capa:
 distribuida
 Las “entidades”
implementan
las funciones
de cada capa
en cada nodo
 las entidades
realizan
acciones, e
intercambian
mensajes con
sus “iguales”
aplicación
transporte
red
enlace
física
aplicación
transporte
red
enlace
física
red
enlace
física
aplicación
transporte
red
enlace
física
aplicación
transporte
red
enlace
física
Introducción
2-47

48. Capas: comunicación lógica
Transporte
 toma datos de la




aplicación
agrega
direccionamiento,
agrega información
de chequeo de
confiabilidad para
formar el
“datagrama”
envía el datagrama al
otro nodo
espera el acuse de
recibo (ack) del otro
nodo
analogía: la oficina
postal
datos
aplicación
transporte
transporte
red
enlace
física
aplicación
transporte
red
enlace
física
ack
datos
red
enlace
física
aplicación
transporte
red
enlace
física
datos
aplicación
transporte
transporte
red
enlace
física
Introducción
2-48

49. Capas: comunicación física
datos
aplicación
transporte
red
enlace
física
aplicación
transporte
red
enlace
física
red
enlace
física
aplicación
transporte
red
enlace
física
datos
aplicación
transporte
red
enlace
física
Introducción
2-49

50. Encapsulación de datos
 Cada capa de la pila
TCP/IP adiciona
información de control
(un “header”) para
asegurar la entrega
correcta de los datos.
 Cuando se recibe, la
información de control
se retira.
Capa de aplicación
DATOS
Capa de transporte
Header
DATOS
Header
DATOS
Header
DATOS
Capa Internet
Header
Capa de Acceso de Red
Header
Header
Introducción
2-50

51. Capas de los protoclos y los datos
Cada capa toma los datos de la capa superior
 agrega información de control (header) y crea una
nueva unidad de datos
 pasa esta nueva unidad a la capa inferior
origen
destino
M
Ht M
Hn Ht M
Hl Hn Ht M
aplicación
transporte
red
enlace
física
aplicación
Ht
transporte
Hn Ht
red
Hl Hn Ht
enlace
física
M
mensaje
M
segmento
M
M
datagrama
frame
Introducción
2-51

52. Ubicación de los protocolos de TCP/IP en el Modelo
de Referencia OSI (Open Systems Interconnection)
EL MODEM ESTÁ
Modem
EN LA CAPA 1
Llegó
Solicitud
DNS
A
Red del
Á L ED
T
Campus
Í ES D E R
QU TA
R
A
IVE
JE
R
R
TA EL D
Y
Introducción
2-52

53. Representación alternativa de la
Arquitectura de Internet
 Diseño en forma de clepsidra (reloj de arena)
 Aplicación vs. Protocolo de Aplicación (FTP, HTTP)
FTP
HTTP
SNMP
TFTP
UDP
TCP
IP
RED1
RED2
…
REDn
Introducción
2-53

54. Otras representaciones de la
arquitectura de Internet
Aplicaciones
ASCII
Aplicaciones
binarias
NVTs
TCP y UDP
IP
Topología de red
Aplicación
TCP
UDP
IP
Network
Introducción
2-54

55. Equipos de interconexión y el
modelo de capas
 El modelo de capas permite ver las
responsabilidades de los diferentes equipos
utilizados para interconectar redes de
datos (routers, switches, hubs y gateways).
Cada dispositivo de red se diseña para para una
tarea específica. Tienen diferentes niveles de
“inteligencia” y procesan el tráfico de forma
diferente.
Utilizar las capas aplicadas a las tareas de cada
tipo de dispositivo facilita entender lo que cada
uno de ellos hace.
Introducción
2-55

56. Equipos de interconexión, modelo de capas y esquema
de direccionamiento/multiplexamiento utilizado
Capa
Aplicación
Presentación
Sesión
Transporte
Red
Enlace
Física
Dispositivo
Direccionamiento/
Multiplexamiento
Gateway
Router
Switch
Número de Puerto
Direccióm IP
Dirección MAC
Hub
Bits
Introducción
2-56

57. Repetidor (hub)
Nodo A
El repetidor conecta redes
de área local en la CAPA 1
(física) del modelo de
referencia OSI
Nodo B
Introducción
2-57

58. ¿Qué hace un repetidor?
 El repetidor es el responsable de
Amplificar la señal para asegurar que la
amplitud sea la correcta
Asegurar la fase de la señal (jitter)
Repetir las señales de un segmento a los otros
segmentos conectados al repetidor
Introducción
2-58

59. Switch (bridge)
Nodo A
El switch/bridge conecta
segmentos físicos de red
de área local en la capa 2
para formar una red más
grande
Nodo B
Introducción
2-59

60. ¿Qué hace un switch (bridge)?
 Los bridges y switches:
Analizan los frames que llegan, de acuerdo a la
información que traiga el frame toman la
decisión de cómo re-enviarlo (generalmente con
base en la MAC address) y envían el frame a su
destino
No analizan la información de las capas
superiores (pueden pasar rápidamente el tráfico
de diferentes protocolos).
Extienden la red (más distancia) y separan
dominios de colisión.
Introducción
2-60

61. Router (enrutador, encaminador)
Nodo A
El enrutador conecta redes
lógicamente (capa 3).
Determina la siguiente red
para envíar un paquete a su
destino final.
Nodo B
Introducción
2-61

62. ¿Qué hace un enrutador?
Conecta al menos dos redes y decide de que
manera envíar cada paquete de información
basado en el conocimiento del estado de las
redes que interconecta y la dirección lógica.
Crea y/o mantiene una tabla de rutas
disponibles junto con sus condiciones para
determinar la mejor ruta para que un paquete
alcance su destino
Puede filtrar paquetes por dirección lógica,
número de protocolo y número de puerto
Separa dominios de broadcast (subredes,
VLAN’s,)
Interconecta redes WAN y LAN
Introducción
2-62

63. Gateway
Nodo A
Nodo B
El gateway mueve datos entre protocolos (capa 4 a la 7)
Introducción
2-63

64. ¿Qué es un gateway?
 Un gateway es un punto de red que actua
como entrada a otra red. Está en varios
contextos.
Nodos Host (clientes ó servidores) vs. Nodos
gateway (routers: controla tráfico)
 Los proxy server, los firewall y los servicios
que permiten pasar correo de un sistema a
otro (Internet -> Compuserve) son
gateways en el sentido definido aquí.
Introducción
2-64

65. Referencias
 ZIMMERMANN, Hubert. “OSI Reference Model,




The ISO model of Architecture for Open Systems
Interconnection”, abril de 1980.
PETERSON, Larry; DAVIE, Bruce, Computer
Networks, A system approach, Morgan Kaufmann
Publishers. 2003.
KUROSE, Jim; ROSS, Keith, Computer
Networking: A Top Down Approach Featuring the
Internet, 2 edición. Addison-Wesley. 2003
HALL, Eric. , Internet Core Protocols, the
definitive guide, O'Reilly & Associates, Inc. 2000
HARTPENCE, Bruce. “Packet Guide to Core
Network Protocols”. O'Reilly & Associates, Inc.
primera edición. Junio de 2011
Introducción
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